Kriging blokowy oraz metody GIS w geostatystycznym szacowaniu metanonośności w kopalniach węgla kamiennego

Henryk Badura
Politechnika Śląska w Gliwicach
Wydział Górnictwa i Geologii
Polska

Jarosław Zawadzki
Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Środowiska
Polska

Piotr Fabijańczyk
Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Środowiska
Polska

Streszczenie

W pracy przedstawione zostały możliwości wykorzystania technik GIS w wyznaczaniu średniej metanonośności pokładu węglowego z uwzględnieniem aspektów przestrzennych badanego zjawiska. Dotyczyło to zarówno uwzględnienia przestrzennej lokalizacji wykonanego pomiaru metanonośności jak i wykorzystania metod geostatystycznych do estymacji wartości metanonośności wraz z uwzględnieniem błędu estymacji. Rozkłady przestrzenne metanonośności wyznaczone metodą krigingu blokowego umożliwiły określenie estymacji przedziałowej zawartości metanonośności w badanej ścianie. Błędy estymacji wyznaczone zostały na podstawie wariancji krigingu, która uwzględnia zarówno sumaryczny wpływ błędów wynikających ze specyficznego ułożenia punktów pomiarowych jak i błędów pomiarowych.
W pracy wykorzystane zostało oprogramowanie SGeMS (ang. Stanford Geostatistical Modeling Software), które powstało na uniwersytecie Stanford. Oprogramowanie to umożliwia wykonywanie obliczeń geostatystycznych także w przestrzeni 3D, co jest istotne w badaniu zjawisk związanych z górnictwem, ze względu na bardzo istotne znaczenie wszystkich trzech współrzędnych układu kartezjańskiego.
Dodatkowo, wykorzystanie informacji o pomiarach metanonośności wraz z pełną informacją o ich położeniu (3D) umożliwia badanie zmienności przestrzennej w układzie 3D i późniejsze wykorzystanie tej informacji w modelowaniu metanonośności. Metodyka ta umożliwia pełniejsze wykorzystanie informacji przestrzennej w porównaniu do sytuacji, w której wykorzystuje się tylko układ dwuwymiarowy.

Słowa kluczowe:

GIS; metody geostatystyczne; metanonośność; kriging blokowy; zagrożenie metanowe w kopalniach; górnictwo węgla

Pełny tekst:

PDF

Bibliografia

Australian Standard AS 3980, 1991: Guide to the determination of desorbable gas content of coal seams-direct method, North Sydney, NSW.

Diamond, W.P., Levine, J.R., 1981: Direct Method Determination of the Gas Content of Coal: Procedures and Results, Report of Investigations 8515, United States Department of the Interior, Bureau of Mines, Washington, D.C.

Diamond W.P., Schatzel S.J., 1998: Measuring the gas content of coal: A review.

Frączek R., 2005: Zwalczanie zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego. Gliwice.

Goovaerts P., 1997: Geostatistics for Natural Resources Evaluation. Oxford University Press, New York.

Isaaks E.H., Srivastava R.M., 1989: An introduction to applied geostatistics. Oxford University Press, New York.

Kozłowski B., 1972: Prognozowanie zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego. Wyd. Śląsk, Katowice.

Krause E., Łukowicz K., 2000: Dynamiczna prognoza metanowości bezwzględnej ścian. Wyd. GIG, Katowice – Mikołów.

Mavor, M.J., Pratt, T.J., Britton, R.N., 1994: Improved Methodology for Determining Total Gas Content, Volume I. Canister Gas Desorption Data Summary, Gas Research Institute Report No. GRI-93/0410, Chicago, Illinois.

Mavor, M.J., Pratt, T.J., Nelson, C.R. Casey, T.A., 1996: Improved Gas-In-Place Determination for Coal Gas Reservoirs, Paper SPE 35623, Proceedings of SPE Gas Technology Symposium.

Pawiński J., Roszkowski J., 1985: Wydzielanie metanu do wyrobisk chodnikach drążonych w węglu przy zastosowaniu kombajnów. Archiwum Górnictwa, t.30 z.2.

Remy N., Boucher A., Wu J., 2008: Applied geostatistics with SGeMS. Cambridge University Press, New York.

Webster R., Oliver M.A., 2007: Geostatistics for environmental scientists. Wiley, England.